コンテンツ
- ソルトドームとは何ですか？
- 圧力下での塩の変形
- 「密度の誤解」
- 密度が無関係になる方法
- ソルトドームの大きさは？
- 最初のソルトドームオイルの発見
- ソルトドームの経済的重要性
- 石油および天然ガス貯留層
- 硫黄の源
- 塩の生産
- 地下貯留層
- 廃棄物処理
- ソルトドームはどこで発生しますか？
中部ジュラ紀の塩： この断面は、オクラホマとテキサスの国境（左）とメキシコ湾の海岸線（右）の間の東テキサス盆地の岩石を示しています。紫色の岩の単位は中部ジュラ紀の塩であり、圧力を受けて流れる能力を持つ岩の単位です。塩は数千フィートの堆積物で覆われ、塩の表面に大きな圧力がかかり、塩が流れます。多くの場所で、塩が上に堆積物に侵入しました。これにより、高さ数千フィートにもなる小さな小丘やそびえ立つ塩の柱ができました。塩柱と小さなマウンドは「塩ドーム」と呼ばれます。 USGSイメージ。
ソルトドーム： 2つの岩石ユニットの貫通と、すぐ上の岩石ユニットの変形を示す塩のドームの漫画。ドームの成長は、周辺地域からドームへの塩の移動によって達成されます。塩は、上にある堆積物の重量によって圧縮されるため、ドームに移動します。
ソルトドームとは何ですか？
塩のドームは、上に重なっている堆積物に侵入した塩の山または柱です。塩のドームは堆積盆地に形成され、そこではかなりの厚さの若い堆積物が厚い塩の層を覆っています。条件が許せば、塩のドームは、成長を始めた塩の層から数千フィート上に上がることがあります。図に例を示します。
ページ上部の図では、紫色の岩盤（Js）は元々塩の層でした。いくつかの塩の列と、上にあるユニットに侵入したいくつかの小さな塩の山の塩の供給源です。
塩のドームの開発は、岩のユニットを変形させて、石油と天然ガスを保持するトラップにできます。それらはしばしば塩と硫黄の源として採掘されます。塩は不浸透性であるため、危険な廃棄物の地下貯蔵または地下処分の重要な場所になります。
圧力下での塩の変形
他のほとんどの種類の堆積物とは異なり、塩は十分な圧力下に置かれたときに形状と流れを変える能力があります。塩のドームを開発するには、塩にかかる圧力が上にある堆積物に侵入するのに十分なほど高くなければなりません。圧力は、いくつかの障害を克服するのに十分大きくなければなりません。これらには、上に重なる地層の重量、上に重なる地層の強度、摩擦力、および隆起に抵抗する重力が含まれます。
塩のドームを生成した圧力の2つの原因は、上に横たわる堆積物の下向きの圧力と、構造運動の横方向の圧力です。
上にある堆積物に脆弱または不安定な領域が発生すると、適切な圧力下で塩が侵入する可能性があります。脆弱性は、拡張破壊、発達中の背斜、衝上断層、または上の地球表面に浸食された谷によって引き起こされる可能性があります。
塩が流れ始めたら、塩にかかる圧力が抵抗力に打ち勝つのに十分である限り、塩は続きます。塩が平衡状態が存在する高さまで上昇すると、流れは停止します。
「密度の誤解」
塩のドームの多くの説明は、上にある岩のユニットの密度と比較して、塩の密度が低いことが塩のドーム形成の原動力であることを示唆しています。それは誤解です。
堆積の時点で、塩の上の砕屑性堆積物は圧縮されておらず、気孔の大きさを含んでおり、塩よりも密度が低くなっています。それらの密度は、深く埋められ、しっかりと圧縮され、部分的にリチウム化されるまで、塩の密度を超えません。それまでに、それらはもはや柔らかい堆積物ではありません。それらは、塩の侵入に対する障害となりうる有能な岩石ユニットです。
重量対密度： 空気の密度はほとんど無視できます。しかし、大気空気の柱は、ガラス製の真空管のほぼ1メートル上にある非常に濃い水銀柱を動かすのに十分な重量があります。
密度が無関係になる方法
水銀バロメーターは、密度がどのように関係ないかを示しています。 1643年、エヴァンジェリスタ・トリチェッリは、一端が閉じたガラス管を水銀で満たした。彼はそれを水銀の溜まりに直立させ、一方の端を水没させた。管が直立した後、水銀の表面の大気の重さで、水銀柱がほぼ1メートルの高さになるのに十分な圧力がかかりました。大気の圧力が変化すると、水銀はチューブ内で上下します。
水銀気圧計の場合、チューブ内の水銀と周囲の空気の密度の密度差は非常に大きくなります。しかし、大気の重さは水銀柱を支えるのに十分な大きさです。
塩のドームの場合、地理的に広範囲の塩ユニットを押し下げる数千フィートの堆積物は、塩のドームを生成するのに十分なエネルギーを提供できます。
北極の塩のドーム： カナダ北部のメルビル島の表面に噴火した2つの塩のドームの衛星画像。ドームは灰色の岩に囲まれた丸い白い特徴です。それぞれ約2マイルの距離です。島は海氷に囲まれています。寒さと乾燥した気候では、塩が表面に残留します。 NASAによる画像。画像を拡大します。
ソルトドームの大きさは？
塩のドームは非常に大きな構造になります。塩のコアの幅は、1/2マイルから5マイルです。塩の供給源として機能する親岩ユニットは、通常、数百から数千フィートの厚さです。塩のドームは、水面下500〜6000フィート（またはそれ以上）の深さから上昇します。彼らは通常、表面に到達しません。もしそうなら、塩の氷河が形成されるかもしれません。
メキシコ湾ソルトドーム： ルイジアナの南東海岸沖のメキシコ湾の床のレリーフマップ。赤とオレンジの色は浅い水を表しています。青はより深い水を表します。丸いフラットトップ構造は、地下の塩のドームの表面表現です。 NOAA Okeanos Explorerプログラムからの画像。画像を拡大します。
最初のソルトドームオイルの発見
1900年にテキサス州ボーモント近くのスピンドルトップヒルに探鉱用油井が掘削され、1901年に完成するまで、塩のドームはほとんど知られていませんでした。
約1000フィートの深さで、井戸は加圧された石油貯留層を貫通し、掘削ツールを井戸から吹き飛ばし、井戸を制御できるようになるまで周囲の土地に原油を浴びせました。井戸からの最初の生産量は、1日あたり100,000バレル以上の原油であり、これまでのどの井戸よりも高い生産量でした。
Spindletopの発見により、メキシコ湾岸地域の類似の構造物で掘削が開始されました。これらの井戸のいくつかは油を掘りました。それらの発見は、地質学者がそのような膨大な量の石油を保持した下の構造について学ぶ動機を与えた。
井戸データの注意深い地下マッピング、およびその後の地震探査の使用により、地質学者は塩のドームの形状を発見し、その形成方法に関する仮説を立て、石油探査における役割を理解することができました。
ペルシャ湾の塩のドーム： アラブ首長国連邦の西海岸にあるペルシャ湾のバニヤス島。島は、上昇する塩のドームによって押し上げられた丘です。ドームは島の表面を突き破り、ドームの丸いコアが島の中心に見えます。 NASA地球観測所による画像。画像をクリックすると拡大します。
ソルトドームの経済的重要性
塩のドームは、石油と天然ガスの貯留層、硫黄の供給源、塩の供給源、石油と天然ガスの地下貯蔵場所、有害廃棄物の処分場として機能します。
石油および天然ガス貯留層
ソルトドームは、石油産業にとって非常に重要です。塩のドームが成長するにつれて、その上のキャップロックは上にアーチ状になります。このキャップロックは、石油または天然ガスの貯留層として機能します。
ドームが大きくなると、貫通する岩はドームの側面に沿って上向きにアーチ状になります（このページの上部の両方の図を参照）。この上向きのアーチにより、石油と天然ガスが塩のドームに向かって移動し、構造的なトラップに蓄積されます。
塩分が増えると、断層運動も起こります。これらの障害により、浸透性の岩石ユニットが不浸透性の岩石ユニットに対して密閉されることがあります。この構造は、石油とガスの貯留層としても機能します。単一のソルトドームには、ドームの周囲のさまざまな深さと場所に多くの関連する貯水池があります。
地震調査： 船上調査から取得した塩ドームの初期の地震プロファイル。それは、幅約1から1/2マイルの中央の塩のコアと、塩の上向きの動きによって変形した岩層を示しています。米国地質調査所のParke D. Snavelyの後に修正された地震画像。
硫黄の源
ソルトドームは、かなりの量の元素硫黄を含むキャップロックによって覆われている場合があります。硫黄は、割れ目や粒間孔を埋める結晶質の物質として発生し、場合によってはキャップロックを置き換えます。硫黄は、バクテリアの活動によって塩に関連した硬石膏と石膏から形成されたと考えられています。
いくつかの岩塩ドームは、キャップロックに十分な硫黄を含んでおり、経済的に回収できます。硫黄に井戸を掘削し、過熱した水と空気を井戸に送り込むことで回収されます。過熱水は、硫黄を溶かすのに十分なほど熱いです。熱い空気は、溶けた硫黄を、表面まで井戸を上昇させるのに十分な浮力を持つ泡に変換します。
今日、ほとんどの硫黄は、原油精製と天然ガス処理の副産物として生産されています。塩のドームからの硫黄の生産は、一般に、石油と天然ガスから生産される硫黄とコスト競争力がありません。
塩の生産
いくつかのソルトドームは、地下採掘に利用されています。これらの鉱山は、化学工業で原料として使用され、雪に覆われた高速道路を処理するための塩として使用される塩を生成します。
いくつかの塩のドームは、ソリューションによって採掘されています。お湯は塩の中に井戸から汲み出されます。水は塩を溶かし、生産井から地表に戻されます。表面では、塩分を回収するために水が蒸発するか、塩水が化学プロセスで使用されます。
地下貯留層
塩のドームで開発された鉱山のいくつかは、慎重に密閉され、石油、天然ガス、水素の貯蔵場所として使用されています。
米国およびロシアの塩のドームは、ヘリウムガスの政府備蓄の国内貯蔵庫としても機能します。塩は、小さなヘリウム原子を保持できるほど透過性が低い唯一のタイプの岩です。
廃棄物処理
塩は、内部に発達する可能性のある割れ目を流動および封鎖する能力を持つ不浸透性の岩です。このため、塩のドームは有害廃棄物の処分場として使用されています。塩ドームの人工洞窟は、米国およびその他の国で油田掘削廃棄物およびその他の種類の有害廃棄物の貯蔵所として使用されてきました。また、高レベルの核廃棄物の処分も検討されていますが、米国のどのサイトもそのような廃棄物を受け入れていません。
米国塩鉱床： アメリカ合衆国の層状塩鉱床と塩ドーム盆地の場所。 3つの塩ドーム盆地を含むメキシコ湾岸に沿った大きな連続的な堆積物は、ルーアン塩によって覆われています。アルゴンヌ国立研究所の位置データを使用して地図を作成します。
ソルトドームはどこで発生しますか？
塩のドームは、少なくとも500フィートの他のタイプの堆積物によって厚い塩の堆積物が埋められた堆積盆地で発生する可能性があります。世界最大の塩ドーム地域の1つはメキシコ湾です。メキシコ湾の海底で500以上の塩のドームが発見されました。それらは、地域全体で横方向に持続する地下岩石ユニットであるルーアン塩に由来します。このページの右側の列の地図は、米国の層状塩鉱床と3つの塩ドームフィールドの場所を示しています。アンゴラ、ブラジル、カナダ、ガボン、ドイツ、イラン、イラクでも、大きな塩田が発見されています。